DE2130851A1

DE2130851A1 - Message transmission arrangement using a submarine pipeline

Info

Publication number: DE2130851A1
Application number: DE19712130851
Authority: DE
Inventors: Nicolas Michel Jacques
Original assignee: Societe Nationale dEtude et de Construction de Moteurs dAviation SNECMA; SNECMA SAS
Current assignee: Safran Aircraft Engines SAS
Priority date: 1970-06-24
Filing date: 1971-06-22
Publication date: 1971-12-30
Also published as: FR2097265A5; DE2130851B2; NL7108618A; GB1341426A; CA969480A; BE768707A

Description

Dipl.-INQ. WILFRID RAECKDipl.-INQ. WILFRID RAECK

PATENTANWALTPATENT ADVOCATE

7 STUTTGART 1, MOSERSTRASSE 8 · TELEFON (0711) 244003 213 0 8 517 STUTTGART 1, MOSERSTRASSE 8 TELEPHONE (0711) 244003 213 0 8 51

21. Juni 1971 / P - C 74 -June 21, 1971 / P - C 74 -

COMPAGNIE PRANCAlSE DES PETROIES, S.A., 5, Rue-Miene 1-Ange,COMPAGNIE PRANCAlSE DES PETROIES, S.A., 5, Rue-Miene 1-Ange,

PARIS XVI, Prankreich;PARIS XVI, France;

SOCIEIE NATIONAIE D»ETÜDE ET DE CONSTRUCTION DE MOTEURS D¹AVIATION, 150, Boulevard Haussmann, PARIS VIII, PrankreichSOCIEIE NATIONAIE D »ETÜDE ET DE CONSTRUCTION DE MOTEURS D ¹ AVIATION, 150, Boulevard Haussmann, PARIS VIII, France

Naehrichten-Übertragungsanordnung unter Verwendung einer unterseeischen RohrleitungNews transmission arrangement using a submarine pipeline

Die Erfindung betrifft eine Nachrichten-Übertragungsanordnung zwischen einer oder mehreren unterseeischen Stationen und einer Zentrale, die mit den Stationen über eine oder mehrere unterseeische Rohrleitungen in Verbindung steht.The invention relates to a message transmission arrangement between one or more submarine stations and a control center that connects to the stations via one or more submarine pipelines communicates.

Derartige Anordnungen finden insbesondere bei der Ausbeutung unterseeischer Erdölvorkommen Anwendung. Solche ölfeider umfassen im allgemeinen mehrere Bohrungen zur gleichzeitigen Ausbeutung. Die Produktion jeder einzelnen Bohrung wird über eine unterseeische Leitung zu einer zentralen Sammelstelle befördert, wo die Speicherung des Rohöls und die Entnahme über Pipelines, Tankschiffe oder andere Mittel erfolgt. Zur Kontrolle der Ausbeutung ist die dauernde überwachung mehrerer Parameter und vor allem des Druckes des Gases oder des Rohöls, des Gasgehaltes des Rohöls und der TemperaturSuch arrangements are found particularly in the case of the exploitation of undersea Oil deposit application. Such oil fields include im generally several boreholes for simultaneous exploitation. The production of each individual well is via an undersea Line transported to a central collection point, where the storage of the crude oil and its withdrawal via pipelines, tankers or other means is done. To control the exploitation is the constant monitoring of several parameters and above all the pressure of the gas or of the crude oil, the gas content of the crude oil and the temperature

V-1098S3/1291V-1098S3 / 1291

in der Höhe des Bohrungsverschlusses oder -Kopfes notwendig, wo außerdem verschiedene Sieherheits- und Regeleinrichtungen zu überwachen und zu steuern sind, die haujfc sächlich aus Ventilen bestehen. Die Einrichtung einer zentralisierten Überwachung ist aufgrund der verstreuten Lage der Ölbohrungen über eine große Fläche erforderlich* Dies setzt das Vorhandensein einer Übertragungsanordnung für Nachrichten der Fernmessung und Fernsteuerung zwischen der Zentrale und jedem Bohrungskopf voraus.at the level of the bore plug or head, where various security and control devices are also attached are monitored and controlled, mainly from valves exist. The establishment of a centralized monitoring system is a large one because of the dispersed location of the oil wells Area Required * This presupposes the presence of a transmission arrangement for telemetry and remote control messages between the control center and each well head.

Bei geringen Wassertiefen können die einzelnen Bohrungen mit einem an der freien Luft befindlichen Überbau, z.B. einer Bohrungsplattform, versehen sein, von dem aus die Übertragungen wirtschaftlich über Richtfunk bzw. Mikrowellenkanäle erfolgt. Wenn die Wassertiefe mehrere Zehnereinheiten übersteigt, muß auf eine Boje oder einen anderen Schwimmkörper zurückgegriffen werden oder die Ausbeutung erfolgt vollständig unterseeisch bzw. direkt auf dem Meeresgrund.. Die letztere Lösung ist wesentlich zuverlässiger, jedoch erfordert sie eine andere Übertragungsart als über Richtfunk bzw» Mikrowellenkanäle und ist somit aufwendiger. In the case of shallow water, the individual holes can be used with a superstructure located in the open air, e.g. a drilling platform, from which the transmissions takes place economically via directional radio or microwave channels. If the water depth exceeds several tens of units, a buoy or other floating body must be used or the exploitation is entirely submarine or directly on the seabed .. The latter solution is essential more reliable, but it requires a different type of transmission than via directional radio or »microwave channels and is therefore more complex.

Zu diesem Zweck sind bereits zwei Techniken bekannt. Die erste besteht in der Verwendung von unterseeischen Kabeln, Hierbei besitzt die Übertragung eine gute Qualität, jedoch ist das Kabel empfindlich gegenüber der Schleppnetzfischerei sowie gegenüber Einwirkungen bzw. Angriffen von Mikroorganismen. Die Kosten der Kabelverlegung sind äußerst hoch. Bei einem anderen Vorschlag wird ein sich im Meerwasser ausbreitendes Ultraschallsignal verwendet. Dabei wurden Reichweiten in der Größenordnung von 10 km erreicht, allerdings besteht nur eine geringe Übertragungssicherheit aufgrund der Heterogenität des Ausbreitungsmediums. Darüber hinaus wirken unerwünschte Beugungserscheinungen und Mehrfachwege häufig ein und führen zu erheblichen Schwankungen innerhalb der Qualität der Verbindung.Two techniques are already known for this purpose. The first is the use of submarine cables, here the transmission is of good quality, but the cable is sensitive to both trawling and fishing Effects or attacks by microorganisms. The cost of laying cables is extremely high. On another suggestion an ultrasonic signal propagating in seawater is used. Ranges of the order of 10 km were achieved achieved, but there is only a low level of transmission reliability due to the heterogeneity of the propagation medium. About that In addition, undesirable diffraction phenomena and multiple paths often have an effect and lead to considerable fluctuations within the Quality of connection.

109ÖS3/1291109ÖS3 / 1291

Zur Beseitigung vorbeschriebener Nachteile wird gemäß der Erfindung eine Nachrichten-Übertragungsanordnung zwischen unterseeischen Ausbeutungsstationen und einer Zentralstation zur Fernmessung pnd Fernsteuerung vorgeschlagen, die untereinander über Rohrleitungen miteinander verbunden sind, die zur Beförderung der Produkte von einer Station zur Zentrale dienen. Die Anordnung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrleitungen als elektrische Leiter zwischen einer beliebigen Station und der Zentrale ausgebildet sind und einerseits auf ihrer gesamten Außenfläche einen isolierenden Überzug tragen und andererseits an jeder Station geerdet sind, wobei die Erdung bzw. die Masse durch das Wasser gebildet ist und wobei ein elektrischer Sender mindestens an einen Punkt der durch das Wasser und die Leitungen gebildeten Stromkreise elektrisch angeschlossen ist, während ein Empfänger mindestens an einen anderen Punkt dieser Stromkreise angeschlossen ist.To eliminate the disadvantages described above, according to the invention a message transmission arrangement between submarine exploitation stations and a central station for remote measurement pnd remote control proposed to each other via Pipelines are connected to each other, which are used to transport the products from a station to the headquarters. The order is characterized in that the pipelines are designed as electrical conductors between any station and the control center and on the one hand wear an insulating cover on their entire outer surface and on the other hand at every station are grounded, the grounding or the mass is formed by the water and wherein an electrical transmitter to at least one Point of the circuits formed by the water and the lines is electrically connected, while a receiver is at least at connected to another point in these circuits.

Auf diese Weise werden auf einmal sämtliche über Kabeln laufende Einrichtungen überflüssig, die, wie oben ausgeführt, die verschiedensten Nachteile aufweisen· Beispielsweise wird es auf einem unterseeischen Erdölfeld möglich, die Informationen in Form elektrischer Signale über die Rohrleitungen auf einfache Weise zu Übertragen, die das Rohöl aus den einzelnen Bohrungen fassen und weiterleiten. Das Kontrollzentrum, an dem sämtliche Meßwerte ankommen und von dem sämtliche Steueranweisungen bezüglich des Betriebsablaufes auf dem Erdölfeld abgehen, trifft nunmehr auf natürliche Weise mit dem Sammelpunkt der gesamten Erdölproduktion zusammen. In dem Aufbau der Rohrleitungen ist keinerlei Änderung erforderlich, sofern sie nicht der elektrischen Kontinuität jeder Rohrleitungen zwischen einer Bohrungsstation und der Zentrale dient. Dafür erforderliche Arbeiten bestehen allenfalls darin, daß an einigen Stellen Über elektrische Leitungen die Enden zweier aufeinanderfolgender Rohrlei tungsabschnsltte verbunden werden, die beispielsweise durch isolierende Dichtungen aneinander angeschlossen sind. Die in der Zentrale und an jedem Bohrungskopf angeordneten Sende- und Empfangsvorrichtungen können unter Beachtung ihrer guten IsolierungIn this way, all cables are run at once Facilities superfluous, which, as stated above, have various disadvantages · For example, it is on a submarine Oil field possible to easily transmit the information in the form of electrical signals via the pipelines, which grab the crude oil from the individual wells and pass it on. The control center to which all measured values arrive and from which all control instructions relating to the operational sequence on the Going off the oil field, now naturally coincides with the collection point of the entire oil production. In the structure of the Piping does not require any modification unless it is the electrical continuity of any piping between a drilling station and the headquarters. The work required for this consists in the fact that in some places over electrical lines are connected to the ends of two successive Rohrlei tungsabschnsltte, for example by insulating seals are connected to one another. The send and Receiving devices can, taking into account their good insulation

109853/1291109853/1291

C 7^ - 4 -C 7 ^ - 4 -

ebenfalls unter Wasser vorgesehen sein.also be provided under water.

Die Erfindung ist dadurch weitergebildet, daß die in der Übertragungsanordnung verwendeten Kupferelektroden gegen Korrosion der Rohrleitungen über eine »spule elektrisch mit der jeweiligen Rohrleitung verbunden sind, wobei die Impedanz der Spule oder Wicklung bezüglich der über die Rohrleitungen übertragenen Informationssignale höher ist und gegenüber dem Gleichstrom für die anodische Oxydation vernachlässigbar ist.The invention is further developed in that the transmission arrangement used copper electrodes against corrosion of the pipelines via a »coil electrically with the respective Pipeline are connected, the impedance of the coil or winding relative to that transmitted through the pipelines Information signals is higher and is negligible for anodic oxidation compared to the direct current.

Aufgrund dieses Vorschlages kann eine relativ schwache Energiequelle für-die Nachrichten-Übertragung verwendet werden, ohne daß die Informationen über die an verschiedenen Stellen der unter-" seeischen Rohrleitungen zum Schutz gegen Korrosion angeordneten Opferelektroden verzerrt oder kurzgeschlossen werden.Because of this suggestion, it can be a relatively weak source of energy can be used for-message transmission without that the information about the Sacrificial electrodes arranged in marine pipelines to protect against corrosion are distorted or short-circuited.

Gemäß einem weiteren Vorschlag der Erfindung umfaßt die über metallische Rohrleitungen laufende Übertragungsanordnung an den Bohrungsverschlüssen oder -köpfen vorgesehene Übertragungseinrichtungen, wobei die die Rohrleitungen dieser Verschlüsse schützenden Opferelektroden und eine mit diesen Elektroden in Reihe liegende elektrische Schaltung die Übertragungseinrichtungen mit Strom versorgen.According to a further proposal of the invention, the over metallic Pipelines running transmission arrangement on the bore closures or heads provided transmission devices, the pipelines protecting these closures Sacrificial electrodes and an electrical circuit in series with these electrodes include the transmission devices Supply electricity.

Die Übertragungsanordnung enthält ferner einen mit einer Opfer- L· elektrode kombinierten Signalverstärker oder -übertrager, der von dem Gleichstrom für die anodische Oxydation mit Strom versorgt wird. Auf diese Weise ist es möglich, mit geringen Gestehungskosten und einer relativ schwachen Energiequelle entweder Nachrichten beispielsweise über größere Entfernungen von mehreren Zehnereinheiten von Kilometern zu übertragen oder bei gleicher Entfernung das ausnutzbare Frequenzband zu verbreitern.The transfer assembly further includes an electrode having a sacrificial L · combined signal amplifier or -übertrager, which is supplied from the direct current for the anodic oxidation power. In this way, it is possible to either transmit messages, for example over greater distances of several tens of kilometers, or to widen the usable frequency band at the same distance with low production costs and a relatively weak energy source.

Der Signalübertrager oder -verstärker der genannten Übertragungsanordnung kann mit zwei Transformatorwicklungen versehen sein, die in Reihe auf der Rohrleitung aufgewickelt sind, wobei diese,The signal transmitter or amplifier of the transmission arrangement mentioned can be provided with two transformer windings, which are wound in series on the pipeline, whereby these,

109853/129109853/129

ihre Masseanschlüsse und das Wasser als Primärwicklung für die beiden Transformatoren dienen. Die Endklemmen der durch die beiden Spulen gebildeten Wicklungen sind an den Übertrager angeschlossen und dieser liegt in Rihe zwischen einer Opferelektrode und einem Leiter, der an eine zwischen den Transformatorwicklungen angeordneten Stelle an die Rohrleitung angeschlossen ist. Auf diese Weise induziert ein über die Rohrleitung laufendes Signal an den Klemmen der beiden Wicklungen elektromotorische Kräfte gleicher Richtung, die sich zu einem Steuersignal vereinigen, während ein auf die Rohrleitung zwischen den beiden Wicklungen aufgegebenes Signal sich in zwei entgegengesetzte Richtungen verteilt, so daß die an den Klemmen der Wicklungen induzierten elektromotorischen Kräfte einander entgegengesetzt sind und sich aufheben.their ground connections and the water as the primary winding for the serve both transformers. The end terminals of the windings formed by the two coils are connected to the transformer and this lies in line between a sacrificial electrode and a conductor connected to one between the transformer windings arranged point is connected to the pipeline. In this way it induces a running over the pipeline Signal at the terminals of the two windings, electromotive forces in the same direction, which combine to form a control signal, while a signal applied to the pipeline between the two windings travels in two opposite directions distributed so that the electromotive forces induced at the terminals of the windings are opposed to each other and pick up.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung sind nachfolgend anhand in den Zeichnungen dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert, die sich sowohl auf unterseeische Erdölbohrungen als auch auf beliebige andere unterseeische Anlagen beziehen, in denen eine Zentrale mit einem Netz unterseeischer Rohrleitungen in Verbindung steht. Es zeigtFurther advantages and features of the invention are based on the following In the drawings illustrated embodiments explained in more detail, which apply to both submarine oil wells as also refer to any other submarine systems in which a control center with a network of submarine pipelines communicates. It shows

Fig. 1 in schematischer Darstellung eine Übertragungsanordnung nach der Erfindung mit nur einer unterseeischen Rohrleitung,1 shows a schematic representation of a transmission arrangement according to the invention with only one submarine pipeline,

Fig. 2 ein AusfUhrungsbeispiel der elektrischen Verbindung zwischen den Sende- und Empfangseinrichtungen einer unterseeischen Station und der Rohrleitung,Fig. 2 shows an exemplary embodiment of the electrical connection between the transmitting and receiving devices of a submarine station and the pipeline,

Fig. 3 ein Blockschaltbild der Sende- und Empfangseinrichtungen einer unterseeischen Station im Falle einer WechselUbertragung zwischen der Zentrale und der Station,3 shows a block diagram of the transmitting and receiving devices a submarine station in the event of a change of transmission between the control center and the station,

Fig. 4 ein Blockschaltbild der Anordnung nach Fig. 3 bei gleichzeitiger Übertragung zwischen den Stationen,FIG. 4 shows a block diagram of the arrangement according to FIG. 3 with simultaneous Transmission between stations,

Fig. 5 ein Ausführungsbeispiel einer in Sternform an die Zentrale angeschlossenen unterseeischen.Stationen,Fig. 5 shows an embodiment of a star to the control center connected submarine stations,

Fig. 6 ein anderes Ausführungsbeispiel für die Anschlüsse der Stationen zur Zentrale in einer Reihe von Verzweigungen,Fig. 6 shows another embodiment for the connections of the Stations to the control center in a series of branches,

100853/1291100853/1291

Pig. 7 ein elektrisches Blockschaltbild der Übertragungsanordnung in der Anwendung bei einer unterseeischen Station für eine Verteilung oder Anordnung der Stationen ähnlich derjenigen nach Fig. 6,Pig. 7 is an electrical block diagram of the transmission arrangement in use at a submarine station for a Distribution or arrangement of stations similar to that according to Fig. 6,

Fig. 8 ein Blockschaltbild der in der zentrale der Übertragungsanordnung vorgesehenen Einrichtungen bei einer Stationsverteilung ähnlich derjenigen nach Fig. 6, 8 is a block diagram of the central unit of the transmission arrangement provided facilities in a station distribution similar to that of Fig. 6,

Fig. 9 ein Anschlußschema für eine Opferelektrode an eine unterseeische Rohrleitung und9 shows a connection diagram for a sacrificial electrode to an undersea Pipeline and

Fig.10 die schematische Darstellung eines Signalübertragers in Kombination mit einer an eine unterseeische Rohrleitung angeschlossenen Opferelektrode.10 shows the schematic representation of a signal transmitter in Combination with a sacrificial electrode connected to a submarine pipeline.

Entsprechend Fig. 1 ist eine metallische Rohrleitung 1 einer unterseeischen Anlage elektrisch an Sende-, Empfangseinrichtungen 3, angeschlossen, die zu dem Kopf einer Bohrung P bzw. zur Zentralstation C gehören. Diese Einrichtungen sind elektrisch über die Anschlüsse 5 und 6 an Masse bzw. an das Meereswasser angeschlossen. Auf diese Weise wird einerseits die elektrische Verbindung hergestellt, wobei man zu diesem Zweck die aneinanderstoßenden Enden von Rohrleitungsabschnitten elektrisch verbindet, falls diese durch isolierende Dichtungen miteinander verbunden sein sollten, und andererseits erfolgt die Isolierung der Oberfläche der Rohrleitungen gegenüber dem Wasser. Die aus Stahl bestdende Rohrleitung ist gegen Korrosion und gegenüber Bewuchs durch beliebige bekannte Mittel geschützt, z.B. durch polymerisierende Anstriche, Teerbandagen, Kunststoff (z.B. bekannt unter dem Warenzeichen "Rilsan") oder kathotischen Schutz (wenn die Rohrleitung mit Gleichstrom beaufschlagt ist von einem am Ende der Leitung angeordneten Generator oder durch Opferanoden, die unter Abständen entlang der Rohrleitung angeordnet sind). Die Rohrleitung 1 besitzt somit einen elektrisch isolierenden Mantel 2, den man, je nachdem, an jeder geeigneten Stelle bzw. jeder geeigneten Zeit aufbringt.According to Fig. 1, a metallic pipeline 1 is a submarine Electrical system to transmitting and receiving devices 3, connected to the head of a bore P or to the central station C belong. These devices are electrically connected to ground or to the sea water via the connections 5 and 6. In this way, on the one hand, the electrical connection is established, with the abutting one for this purpose Electrically connects the ends of pipeline sections, if these should be connected to one another by insulating seals, and on the other hand, the surface of the pipelines is insulated from the water. The pipe made of steel is protected against corrosion and fouling by any known means, e.g. by polymerizing paints, Tar bandages, plastic (e.g. known under the trademark "Rilsan") or cathotic protection (if the pipeline is equipped with Direct current is applied by a generator arranged at the end of the line or by sacrificial anodes, which are spaced apart are arranged along the pipeline). The pipeline 1 thus has an electrically insulating jacket 2, which one, depending after, at any suitable point or at any suitable time.

109853/1291109853/1291

C7l - 7 -C7l - 7 -

Zwischen den Stationen P und C sind somit zwei gegeneinander isolierte verschiedene Leiter vorgesehen, nämlich die Rohrleitung 1 einerseits und das Meerwasser andererseits, so daß elektrische Ströme mit den zu übertragenden Nachrichten zirkulieren können.Between the stations P and C there are two isolated from each other different conductors are provided, namely the pipeline 1 on the one hand and the sea water on the other hand, so that electrical currents can circulate with the messages to be transmitted.

Die Klemmen der Sende-Empfangseinrichtungen 3 und 4 sind einerseits mit der Rohrleitung 1 und andererseits mit den Wasseranschlüssen 5 und 6 verbunden. Die Wasseranschlüsse bestehen aus nicht isolierten metallischen Massen, so daß eine gute elektrische Verbindung mit dem Meerwasser zur Vervollständigung des Stromkreises über den bei 7 angedeuteten Stromweg entsteht. Die Anordnung überträgt von P nach C die am Bohrungskopf oder -Verschluß über Meßfühler 8 gpLieferten Messungen und von C nach P die Steueranweisungen für die Regelorgane 9. In der Zentralstation C befinden sich Vorrichtungen für die Anzeige bzw. Aufnahme der Informationen über die Fernmessung 10 und Vorrichtungen für die Ausarbeitungen der Fernsteuerungsanweisungen 11.The terminals of the transceiver devices 3 and 4 are on the one hand connected to the pipeline 1 and, on the other hand, to the water connections 5 and 6. The water connections consist of non-insulated metallic mass, so that a good electrical connection with the sea water to complete the circuit arises via the current path indicated at 7. The order Transmits from P to C the measurements delivered at the bore head or closure via measuring sensor 8 gpL and from C to P the control instructions for the regulating organs 9. In the central station C there are devices for the display or recording of the information via telemetry 10 and devices for the elaboration of remote control instructions 11.

Die Verbindung zwischen den Sende-Empfängern 3 und 4 und der Rohrleitung 1 erfo]& z.B. über- direkte Anschlußleitungen 12 und 13 entsprechend Fig. 1 oder über magnetische Kopplung. In Fig. 2 ist ein Ausführungsbeispiel mit magnetischer Kopplung gezeigt, wobei der Sende-Empfanger 3 an die Klemmen einer Wicklung 14 angeschlossen ist, die eine große Anzahl von auf einen ringförmigen Magnetkern 15 konzentrisch zur Wicklung aufgewickelten Windungen aufweist. Auf diese Weise entsteht ein Transfi) rmator, dessen eine Wicklung durch die Leitung selbst gebildet ist. Die Massenklemme 5 ist in diesem Fall direkt an die Rohrleitung 1 angeschlossen, während die Sende-Empfai gseinrichtung 3 über einen Anschluß 16 mit der Masse in Verbindung stehen.The connection between the transceivers 3 and 4 and the pipeline 1 erfo] & e.g. via direct connection lines 12 and 13 accordingly Fig. 1 or via magnetic coupling. In Fig. 2, an embodiment with magnetic coupling is shown, wherein the Transceiver 3 connected to the terminals of a winding 14 which has a large number of turns wound on an annular magnetic core 15 concentrically to the winding. This creates a transformer with one winding is formed by the line itself. The ground clamp 5 is connected directly to the pipeline 1 in this case, while the transceiver 3 via a connection 16 with the Ground connected.

Obwohl auf dem über die Rohrleitung und das Meerwasser gegebenen Übertragungsweg ziemlich große Verluste entstehen, haben die Versuche gezeigt, daß es möglich ist, mit einer Ausgangsleistung von einigen Watt auszukommen, wenn man die Frequenz der Signale auf einige Zehner- oder einige Hunderter-Einhei ten von Hertz bei einerThough on the given over the pipeline and the sea water Transmission path causes quite large losses, the tests have shown that it is possible with an output power of a few watts get by if you reduce the frequency of the signals to a few tens or a few hundred units of Hertz for a

109853/1291109853/1291

C 74 - 8 -C 74 - 8 -

Reichweite von etwa io km beschränkt. Da die auf ölfeidern zu beherrschenden Entfernungen diese Größenordnung nicht übersteigen, kann man gemäß der Erfindung eine Taktfolge von Informationen mit einigen Zehnereinheiten von Baud übertragen, d.h. einige Zehnereinheiten von Binärelementen pro Sekunde, wobei die Art und der Umfang der Informationen der Fernmessung und Fernsteuerung die Schaltfolgen bzw. Schrittfolgen bestimmen.Range limited to about 10 km. Since those on oil fields have to be mastered Distances do not exceed this order of magnitude, according to the invention, a clock sequence of information can also be used transferred to a few tens of baud, i.e. a few tens of units of binary elements per second, with the nature and extent of the information of the telemetry and remote control the Determine switching sequences or step sequences.

Die Informationen der Fernmessung und Fernsteuerung werden in Digitalform übertragen, vorzugsweise im Binärkode. Die Größen, die sich in Analogform darstellen, insbesondere die Ausgangssignale der Meßgeber, werden mit Hilfe eines beliebigen bekannten Analog-Digital-Umwandler numerisiert. Die bei der Umwandlung von der Analogform in die Digitalform erfolgte Quantisierung ist an die Genauigkeit der Messungen am Ausgang der Meßgeber angepaßt.The remote measurement and remote control information is transmitted in digital form, preferably in binary code. The sizes that are in Representing analog form, in particular the output signals of the transducers, are made with the help of any known analog-digital converter numbered. The quantization that takes place when converting from analog to digital has to do with accuracy adapted to the measurements at the output of the transducer.

Die elektrische Übertragung des Binärkodes kann mit verschiedenen bekannten Mitteln erfolgen. Die beiden Zustände/im Binärkode können gekennzeichnet sein durch die Abgabe von Gleichstrom verschiedener Stärke, eo daß die über eine Leitung gesendeten Signale eine nichtperiodische Rechteckform besitzen. Die Kodierung des GleidiStroms kann auf einfache Weise dadurch erfolgen, daß man den Belastungsoder Außenwiderstand der Leitung verändert, wobei die beiden Zustände beispielsweise am offenen Ende der Leitung gekennzeichnet sind durch einen unendlichen Widerstand und kurzgeschlossene Ende einerseits und einem Widerstand gleich Null andererseits. Ein besonderer Vorteil der Anordnung besteht darin, daß nur eine einzige Stromquelle von Bedeutung vorzusehen ist, die sich an dem einen Ende der Leitung befindet, während eine zweite Stromquelle am anderen Ende nur den Kodierungsschaltungen dient. Man kann andererseits auch ein Trägersignal verwenden, das vollständig oder gar nicht amplitudenmoduliert ist, wobei die beiden Zustände durch das Vorhandensein oder das Fehlen des Signales gekennzeichnet sind. Das Signal kann auch frequenzmoduliert sein, wobei dann die beiden Zustände durch zwei unterschiedliche Frequenzen gekennzeichnet sind,The electrical transmission of the binary code can be done with different known means. The two states / in binary code can be characterized by the delivery of direct current of various strengths, eo that the signals sent over a line have a non-periodic rectangular shape. The coding of the Gleidi stream can be done in a simple manner by changing the load or external resistance of the line, both states For example, at the open end of the line are characterized by an infinite resistance and short-circuited end on the one hand and a resistance equal to zero on the other hand. A particular advantage of the arrangement is that only one It is important to provide a power source located at one end of the line, while a second power source is at the the other end is only used for the coding circuits. On the other hand, one can also use a carrier signal that is completely or even is not amplitude-modulated, the two states being represented by the The presence or absence of the signal are marked. The signal can also be frequency modulated, in which case the two states are characterized by two different frequencies,

109853/1291109853/1291

während andererseits bei einer Phasenmodulation die beiden Zustände den entgegengesetzten Phasenlagen entsprechen. Das Trägersignal kann auch eine Sinusform oder eine Rechteckform haben. Bei einer gegebenen Verbindung, die durch eine höhere Begrenzung in der Frequenz gekennzeichnet ist, verwendet man vorzugsweise Modulationssysteme mit einem Trägersignal, das eine maximale Taktfolge von Informationen ermöglicht, die geringer ist als bei Direktemission des Sigials im Binärkode ist, jedoch bei Vorhandensein von Rauschen eine größere Übertragungssicherheit bietet. Wenn das Rauschen sehr stark ist, verwendet man vorzugsweise kcpplexere Kodierungssysteme, welche die Fehlergefahr verringern und in Mittel zu einer Verringerung der Taktfolge der Informationsübertragung führen.while on the other hand the two states in the case of a phase modulation correspond to the opposite phase positions. The carrier signal can also have a sinusoidal shape or a rectangular shape. at modulation systems are preferably used for a given connection which is characterized by a higher limitation in frequency with a carrier signal that allows a maximum clock rate of information that is less than at Direct emission of the sigial in binary code is, but when it is present of noise offers greater transmission security. If the noise is very strong, it is preferable to use kcpplexere Coding systems that reduce the risk of errors and mean a reduction in the timing of the information transmission to lead.

In Fig. j3 ist schematisch ein Sende-Empfänger 5 gezeigt, der in der Station P nach Fig. 1 installiert ist. Die Leistungssignale, die bei der Übertragung mittels Gleichstrom oder mittels Trägerwelle verwendet und vom Sender 17 geliefert werden, werden durch die von den Meßgebern 8 gelieferten Signale der Fernmessung moduliert, und zwar mit Hilfe des Verschlüsselers 18 und des Modulators 19. Der Empfänger 20 und der Entschlüssler 21 führen den Regelorganen 9 Fernsteuerungssignale zu. Zu einem gegebenen Zeitpunkt ist nur einer der beiden Kanäle 22 oder 23, Senden oder Empfangen, über den Kommutator oder Sende-Empfangsschalter 24 an die Übertragungsleitung 25 angeschlossen. Indem nur eine einzige Leitung vorgesehen ist, erfolgt die Übertragung abwechselnd in der einen oder anderen Richtung. Falls eine gleichzeitige Übertragung in beiden Richtungen erforderlich ist, werden zwei verschiedene Trägerfrequenzen verwendet, wobei das Schema für eine solche Anordnung in Fig. 4 gezeigt ist.A transceiver 5 is shown schematically in FIG the station P of Fig. 1 is installed. The power signals that are produced when transmitting by means of direct current or by means of carrier wave used and supplied by the transmitter 17 are modulated by the remote measurement signals supplied by the transducers 8, with the help of the encryptor 18 and the modulator 19. The receiver 20 and the decryptor 21 lead the Control organs 9 remote control signals to. At any given time is only one of the two channels 22 or 23, sending or Receive via the commutator or transmit / receive switch 24 the transmission line 25 is connected. By only one Line is provided, the transmission takes place alternately in one direction or the other. If a simultaneous transmission is required in both directions, two different carrier frequencies are used, with the scheme for one such an arrangement is shown in FIG.

Der Sender 17 liefert an die Zentralstation Signale mit der Frequenz F, während der Empfänger 20 von der Zentralstation Signale mit der Frequenz F¹ erhält. Die Trennung der Sende- und Empfangskanäle erfolgt über den Filter 26 für die Frequenz F und über den The transmitter 17 supplies signals with the frequency F to the central station, while the receiver 20 receives ^{signals with the frequency F 1 from the central station.} The transmission and reception channels are separated via the filter 26 for the frequency F and via the

1 09853/12911 09853/1291

C 74 - 10' -C 74 - 10 '-

Filter 27 für die Frequenz F¹. Die Sende- Empfangseinrichtung 4 in der Zentralstation C besitzt den gleichen Aufbau wie die in der Station P vorgesehene Einrichtung j5. In den Anordnungen nach Fig. J5 und 4 brauchen nur die Meßgeber 8 und die Regelorgane 9 durch die Anzeige- und Steuergeräte 10 und 11 entsprechend Fig. 1 ersetzt zu werden.Filter 27 for the frequency F ¹ . The transceiver device 4 in the central station C has the same structure as the device j5 provided in the station P. In the arrangements according to FIGS. J5 and 4 only the measuring transducers 8 and the regulating elements 9 need to be replaced by the display and control devices 10 and 11 according to FIG.

Die Einrichtung eines Erdölfeldes umfaßt entsprechend Fig. 5 eine bestimmte Anzahl von Bohrungen F.·,, P₂ .·<■· P , die über Rohrleitungen in Sternform an die Zentrale C angeschlossen sind. Dabei ist jede Übertragungsleitung P₁, C, P₂, C .... P_n, C über ihre t gesamte Länge körperlich unabhängig von den anderen LeitungenAccording to FIG. 5, the establishment of an oil field comprises a certain number of boreholes F. · ,, P ₂ . Each transmission line P ₁ , C, P ₂ , C .... P _n , C is physically independent of the other lines over its entire length

und kann somit betrieben werden, als ob sie nur alleine vorhanden wäre. In dem komplexen Netz entsprechend Fig. 6, wc ein mit der Zentralstation C verbundener Strang an mehrere Bohrungengeführt ist, erfolgt jedoch die Übertragung über ein Frequenzmultiplex-System oder Zeitmultiplex-System, um die jeweils zu steuernde Ölbohrung identifizieren zu können.and can thus be operated as if it were only present on its own were. In the complex network according to FIG. 6, where a string connected to the central station C is led to several bores, However, the transmission takes place via a frequency division multiplex system or time division multiplex system in order to control the oil well to be controlled to be able to identify.

Das Frequenzmultiplex erfolgt dadurch, daß man jeder Bohrung eine unterschiedliche Frequenz zuordnet. Sämtliche Übertragungen für eine bestimmte Ölbohrung erfolgen auf dieser Frequenz. Ein am Eingang des Empfängers angeordneter Filter stellt sicher, daß nur die Übertragungen empfangen werden, welche die Ölbohrung f betreffen, der diese Frequenz zugeordnet ist. Zu einem gegebenenFrequency multiplex is achieved by assigning a different frequency to each borehole. All transmissions for a specific oil well occur on this frequency. A filter arranged at the input of the receiver ensures that only those transmissions are received which relate to the oil well f to which this frequency is assigned. To a given

Zeitpunkt besteht dann die Zentralstation C mit sämtlichen Ölbohrungen gleichzeitig in Verbindung. Da dieses System ein ziemlich großes Frequenzband erfordert, das umso größer sein muß, je größer die Anzahl der Ölbohrungen ist, verwendet man es nur bei guten Leitungs- und Isolationseigenschaften.Time then there is the central station C with all oil wells connected at the same time. Since this system requires a fairly large frequency band, which must be all the larger, the greater the number of oil holes, it is only used if the line and insulation properties are good.

Vorzugsweise findet das Zeitmultiplex-System Anwendung, bei dem die Zentralstation zu jedem Zeitpunkt nur mit einer einzigen Ölbohrung in Verbindung steht, die durch eine kodierte Adresse identifiziert ist. Da jede Bohrung mit der Zentralstation nur eineThe time-division multiplex system is preferably used, in which the central station only has a single oil well at any one time which is identified by an encoded address. Since each drilling with the central station only one

109853/1291109853/1291

geringe Anzahl von Nachrichten austauscht, und zwar nur während einer kurzen Dauer innerhalb eines Tages, reicht dieses System selbst bei einer ziemlich großen Anzahl von Ölbohrungen aus. Im allgemeinen wird die Verbindung mit einer bestimmten Ölbohrung auf Initiative der Zentralstation hergestellt, wobei eine Ausnahme in dem besonderen Fall von Alarmsignalen besteht, die zu jedem beliebigen Zeitpunkt ausgelöst werden können, jedoch nur ganz ausnahmsweise auftreten.exchanges a small number of messages, and only for a short period of time within a day, this system is sufficient even with a fairly large number of oil wells. In general, the connection is made to a specific oil well produced on the initiative of the central station, with an exception in the special case of alarm signals that to can be triggered at any point in time, but only occur in very exceptional cases.

Pig. 7 zeigt ein schematisches AusfUhrungsbeispiel einer am Kopf einer Ölbohrung installierten Anordnung bei einem Zeitmultiplex-Übertragungssyscm, in dem die verschiedenen Ölbohrungen nacheinander von der Zentralstation abgefragt werden. Um die Verbindung mit einer bestimmten Ölbohrung herzustellen, sendet die Zentralstation ein allgemeines Anrufsignal beispielsweise auf einer festen Frequenz während einer bestimmten Zeit, dem die kodierte Adresse der angerufenen Ölbohrung sowie die eigentliche Nachricht folgen. Im Wachzustand liefert die Stromversorgung 29, um den durchschnittlichen Verbrauch der Anordnung zuKrermindern, elektrische Energie nur dem Empfänger 28 und einigen Meßgebern, z.B. a-^, während die Schalter 30 und Jl offen and. Aufgrund des Empfangs des Anrufsignals über den Eingangs-Ausgangs-Schalter 45 und den Empfänger erfolgt über den Filter 32 für die Anruffrequenz und Über die Ansprech- oder Schwellwertstufe 33 das Schließen des Schalters und die Erregung des Adressen-Entschlüsslers 34· Wenn die empfangene Adresse derjenigen der infrage stehenden Ölbohrung entspricht, schließt der Schalter 3I und schaltet dadurch die übrige Anlage ein. Während der Dauer der Mitteilung, die von dem Entschlüssler 35 verarbeitet wird, verteilt die Programmiereinrichtung 33 die Funktionsanweisungen an die Meßgeber 37, wie a _t _a ^ usw. sowie an die Regelorgane 38, wie b·^, b₂ ..... usw. und fragt nacheinander über/len Kommuntator 39 die ^zu übertragenden verschiedenen Parameter ab, nämlich die Ausgänge der Meßfühler bzw. Meßgeber oder die Berichte über die Stellungen der Regelorgane, von wo aus die übertragung über den Verschlüssler 40, Pilotstufe 4l,Pig. 7 shows a schematic exemplary embodiment of an arrangement installed at the head of an oil well with a time-division multiplex transmission system in which the various oil wells are interrogated one after the other by the central station. In order to establish the connection with a specific oil well, the central station sends a general call signal, for example on a fixed frequency during a certain time, followed by the coded address of the called oil well and the actual message. When awake, the power supply 29 supplies electrical energy only to the receiver 28 and some sensors, e.g. a- ^, in order to reduce the average consumption of the arrangement, while the switches 30 and Jl are open and. Switch 45 and the receiver take place via the filter 32 for the call frequency and via the response or threshold level 33 the closing of the switch and the excitation of the address decoder 34.If the received address corresponds to that of the oil well in question, the switch 3I and closes thereby switches on the rest of the system. During the duration of the message that is being processed by the decoder 35, the programming device 33 distributes the functional instructions to the measuring transducers 37, such as a _t _a ^ etc., as well as to the regulating organs 38, such as b ^, b ₂ ..... etc. and asks successively via / len communicator 39 the ^{various parameters to be} transmitted, namely the outputs of the measuring sensors or transducers or the reports on the positions of the control organs from where the transmission via the encryptor 40, pilot stage 4l,

109853/1291109853/1291

Modulator 42 und Sender 4jJ erfolgt. Einige Meßgeber, z.B. a^ welche besonders kritische Parameter abfühlen, arbeiten dauernd und können über eine/logische Alarmschaltung 44 zu jedem Zeitpunkt die gesamte Anlage einschalten und über die Programmierstufe jj56 ein Alarmsignal abgeben«Modulator 42 and transmitter 4jJ takes place. Some transducers, e.g. a ^ which sense particularly critical parameters, work continuously and can use a / logic alarm circuit 44 at any time Switch on the system and an alarm signal via programming level jj56 hand over"

Die dem vorgeschriebenen System zugeordnete Anlage in der Zentralstation ist in Fig. 8 schematisch gezeigt. Die Auswahl der anzurufenden Ölbohrung und die Zusammensetzung der zu übertragenden Anweisungen erfolgt über einen Kommandostand 46. Eine Programmierstufe 47 lenkt die von dem Anrufgenerator 48 , Adressengenerator und Anweisungsverschlüssier 50 gelieferten Signale in die Sendekette, bestehend aus Pilotstufe 51* Modulator 52 und Sender 53. Die über die Eingangs-Ausgangs-Stufe 57 und im Empfänger 54 von den Ölbohrungen ankommenden Signale werden im Entschlüsseier 55 behandelt, von wo aus die brauchbaren Informationen einem Anzeigesystem 56 übertragen werden.The system assigned to the prescribed system in the central station is shown schematically in FIG. The selection of the oil well to be called and the composition of the one to be transferred Instructions are given via a command post 46. A programming level 47 routes the signals supplied by the call generator 48, address generator and instruction cipher 50 into the transmission chain, consisting of pilot stage 51 * modulator 52 and transmitter 53. The via the input-output stage 57 and in the receiver 54 of The signals arriving at the oil wells are processed in the decoder 55, from where the useful information is sent to a display system 56 are transmitted.

Um den kathotischen Schutz der metallischen Rohrungen sicherzustellen, werden in Abständen längs der Rohrleitungen, beispielsweise alle Kilometer, jeweils eine Opferelektrode angeordnet, Diese Anoden bestehen aus einer Metallmasse mit einem stark negativen Elektrodenpotential, z.B. Zink, in Kontakt mit dem Meereswasser und sind elektrisch an die Rohrleitung angeschlossen. Für die veränderlichen Ströme, die als Informationsträger dienen und längs des durch die Rohrleitung im Meer gebildeten Informationsweg strömen, wirkt eine solche Anode als Kurzschluß. Erfindungsgemäß werden SignalUbertragungsverluste vermieden durch eine gemäß Fig. 9 mittels einer Haltespule L hergestellten Verbindung zwischen der Rohrleitung 1 und der Anode 58. Die aiuiaspule L besitzt eine ausreichend hohe Impedanz bezüglich der veränderlichen Signale und eine vernachlässigbare Impedanz mit Bezug auf den Gleichstrom der anodischen Oxydation. Die Spule L kann selbstverständlich auch durch eine beliebige andere elektronische Einrichtung mit derTo ensure the cathotic protection of the metal pipes, are at intervals along the pipelines, for example every kilometer, a sacrificial electrode arranged, these anodes consist of a metal mass with a strongly negative electrode potential, e.g. zinc, in contact with the sea water and are electrically connected to the pipeline. For the variable currents that serve as information carriers and along of the information path formed by the pipeline in the sea, such an anode acts as a short circuit. Be according to the invention Signal transmission losses avoided by means of a device as shown in FIG a holding coil L established connection between the pipeline 1 and the anode 58. The aiuiaspule L has a sufficiently high impedance with respect to the variable signals and a negligible impedance with respect to the direct current of the anodic oxidation. The coil L can of course also by any other electronic device with the

109863/129 1109863/129 1

gleichen Funktion ersetzt werden.be replaced with the same function.

Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 10 wird der von den Opferelektroden gelieferte Gleichstrom ausgenutzt, um die Übertragerbzw. Signalverstärker mit Strom zu versorgen, die in gewissen Abständen entlang der Rohrleitung 1 vorgesehen sind. Der von der Anode 59 aus in die Rohrleitung 1 an der Stelle M fließende Strom wird durch ein elektronisches Gerät 60 derart gesteuert, daß die Form der auf der Leitung Übertragenen Signale getreu wiedergegeben wird. Das an der elektronischen Vorrichtung 60 an der Stelle E anliegende Steuersignal stammt aus einem magnetischen Kopplungssystem, bestehend aus einem Transformator, dessen Primärwicklung die Rohrleitung selbst ist und dessen Sekundärwirkimg eine große Anzahl von Spulenwindungen aufweist, die auf einem konzentrisch zur Rohrleitung angeordneten ringförmigen Magnetkern vorgesehen sind. Das Kopplungssystem umfaßt zwei gleiche Transformatoren 61 und 62. Die beiderseits der Anschlußstelle M angeordnet sind und deren Wicklungen über eine Verbindungsieitung 6j5 in Reihe liegen. Auf diese Weise wird vermieden, daß das System selbst eine Schleife bildet. Ein über die Rohrleitung von P nach C oder von C nach P übertragenes Signal induziert an den Klemmen A, A' und B, B¹ der beiden Wicklungen elektromotorische Kräfte gleicher Richtung, die zusammenwirken und das Steuersignal bilden. Ein demgegenüber an der Stelle M ankommendes Signal verteilt sich gleichmäßig auf die Richtungen M-P und M-C, so daß die an den Klemmen A, A¹ und B, B¹ der beiden Wicklungen induzierten elektromotorischen Kräfte ent-' gegengesetzte Richtungen haben und somit kein Steuersignal entsteht, das bei E ankommt.In the embodiment according to FIG. 10, the direct current supplied by the sacrificial electrodes is used to generate the transformer or To supply signal amplifier with power, which are provided at certain intervals along the pipeline 1. The current flowing from the anode 59 into the conduit 1 at the point M is controlled by an electronic device 60 in such a way that the shape of the signals transmitted on the conduit is faithfully reproduced. The control signal present at the electronic device 60 at point E comes from a magnetic coupling system consisting of a transformer, the primary winding of which is the pipeline itself and the secondary effect of which has a large number of coil windings which are provided on an annular magnetic core arranged concentrically to the pipeline . The coupling system comprises two identical transformers 61 and 62. Which are arranged on both sides of the connection point M and whose windings are in series via a connecting line 6j5. In this way it is avoided that the system itself forms a loop. A signal transmitted via the pipeline from P to C or from C to P induces ^{electromotive forces in the same direction at terminals A, A 'and B, B 1 of} the two windings, which act together and form the control signal. In contrast, a signal arriving at point M is distributed evenly to directions MP and MC, so that the ^{electromotive forces induced at terminals A, A 1} and B, B ^{1 of} the two windings have opposite directions and thus no control signal is generated that arrives at E.

Das Gerät 60 ist ein Verstärker, der ein schwaches Steuersignal einem von einer elektrischen Energiequelle kommenden Strom aufmadtillert, so daß an seinem Ausgang ein dem Eingangssignal ähnliches, jedoch verstärktes Signal entsteht. Der Verstärker ist in seiner Bauart der Art der in der Übertragungsanordnung verwendeten Signale angepaßt. Wenn es sich um Rechtecksignale handelt,The device 60 is an amplifier that madtillert a weak control signal to a current coming from an electrical energy source, so that a signal similar to the input signal, but amplified, arises at its output. The amplifier is adapted in its design to the type of signals used in the transmission arrangement. If the signals are square wave,

V-109853/1291 V- 109853/1291

die ein Ansprechen oder Nichtansprechen verursachen, kann ein einfaches Kommutatorsystem mit Transistor verwendet werden, das entwder sperrt oder gesättigt ist.that cause a response or a non-response can be a simple commutator system with transistor can be used, which is either blocked or saturated.

Der Gesamtgewinn des Übertragungsverstärkers ist durch die Maximalleistung beschränkt, welche die Anode liefern kann, sowie durch den Minimalwert des Steuersignales, auf den der Verstärker noch anspricht. Diese Ansprechgrenze kann durch die Empfindlichkeit des elektronischen Gerätes 6o beschränkt sein; sie liegt jedoch in jedem Falle fest in Abhängigkeit von dem Eigengeräusch bzw. Geräuschgrund pe gel, der Über die Leitung innerhalb des verwendeten Frequenzbandes auftritt bzw. übertragen wird. Diese Begrenzung der Ansprechempfindlichkeit vermeidet außerdem das Entstehen von Mehrfachechos auf den mit mehreren Übertragerverstärkern versehenen Leitungen, wenn man davon ausgeht, daß Echobildung auftritt, wenn das Verstärkungsmaß der Übertrager größer ist als die Signalschwächung längs der Rohrleitungslänge zwischen zwei aufeinanderfolgenden Übertragern.The total gain of the transmission amplifier is due to the The maximum power that the anode can deliver and the minimum value of the control signal to which the Amplifier still responds. This response limit can be limited by the sensitivity of the electronic device 6o; In any case, however, it is fixed depending on the inherent noise level or noise level that is transmitted via the line occurs or is transmitted within the frequency band used. This limitation of the response sensitivity avoids in addition, the occurrence of multiple echoes on the lines provided with several transmitter amplifiers, if one assumes that echo formation occurs when the gain of the transmitter is greater than the signal attenuation along the Pipeline length between two successive transmitters.

Obwohl die Erfindung direkt auf eine Anwendung bei unterseeischen Erdöl-Förderanlagen gerichtet ist, kann sie selbstverständlich auch bei allen anderen unterseeischen Anlagen Anwendung finden, wobei die verwendeten Übertragungsgeräte und -verfahren beliebig sind.While the invention is directed directly to application in submarine petroleum production facilities, it can of course can also be used in all other submarine systems, regardless of the transmission devices and methods used are.

109853/1291109853/1291

Claims

Dipl.-INQ. WILFRID RAECKDipl.-INQ. WILFRID RAECK

PATENTANWALTPATENT ADVOCATE

7 STUTTGART I ₁ MOSERSTRASSE 8 TELEPHONE (0711) 244003 2130851

C 74 June 21, 1971 / F

PatentansprücheClaims

Message transmission arrangement between submarine operating stations and a central station for remote measurement and Remote controls that are connected to each other via pipes, characterized in that the pipelines (1) act as electrical conductors between an operating station (P) and a control center (C) are formed and on the one hand on their entire outer surface an insulating jacket (2) and on the other hand one through the Water (7) formed ground connection (5, 6) and an electrical transmitter and / or receiver (3, 4) connected to a Is in electrical communication with the metal piping at each station.

2. Transmission arrangement according to claim 1, characterized in that to protect the metallic pipelines against corrosion Sacrificial electrodes (58; 59) are connected to the pipelines (1) with the aid of electrical devices (L) which are related to the over the Pipelines transmitted information signals have an increased impedance and with regard to the direct current for the anodic oxidation, a negligible one Have impedance.

5. Transmission arrangement according to claim 2, characterized in that that the high impedance electrical device consists of a protective inductor (L) consists.

4. Transmission arrangement according to claims 2 or 3, characterized in that that at least one signal amplifier (60) is provided which by the current of the anodic oxidation one to a point (M) of the pipes (1) connected sacrificial electrode (59) fed will.

109853/1291 _BAD OR₁G₁NAL -/-109853/1291 _BAD OR ₁ G ₁ NAL - / -

5 ,. Transmission arrangement according to Claim 4, characterized in that the electrical connection between the transformer (6o) and the metallic pipeline (10 _{) comprises two transformer windings (6I 5} 62) lying in series which are wound onto two cores surrounding the pipeline (1), the pipeline with its ground connections for both transformers forms the primary winding, and that the outer terminals (A, B ¹ ) of the two transformer windings are connected to the transformer (60) which is in series between the sacrificial electrode and one with the pipeline (1) connected conductor is; which connects the pipeline to a point between the two transformer windings.

6. Transmission arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the receiving device (J, 4) has a Contains guard circuit that is fed by the current of a sacrificial anode.

7. Transmission arrangement according to claim 1, characterized in that the electrical connections between the transmitting and receiving devices (3, 4) and the metallic pipeline from one There are magnetic coupling comprising a transformer (15), one winding of which is formed by the metallic pipeline is, the ground connections (5, 6) at the pipe ends are connected to the sea water, while the other Transformer winding (15) consisting of a winding having a plurality of turns on a winding which surrounds the pipeline (1) There is a magnetic core, and the terminals of this winding are connected to the terminals of the transmitting and receiving device.

8. Transmission arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the metallic pipelines of the submarine stations (P ₁ , P ₂ ) are connected in a star shape to the central station (C), each branch of the star being electrically independent of the other branches 1st and on the undersea

109853/1291

Sndstation has a commutator (24) which is connected on the one hand to the Metallic pipeline for receiving and transmitting information and on the other hand is connected to a receiving circuit, the at least one with the organs to be controlled of the submarine Station-connected information decoder (21) and an information transmission circuit which contains at least from a locking egg (18) for remote measurement signals supplied by the sensors of the station.

9. Transmission arrangement according to claim 8, characterized in that that the commutator or switch consists of two frequency filters (26, 27), one of which is between the signal receiving circuit (20) and the metallic pipeline and the other is connected between the transmission circuit (17) and the pipeline.

10. Transmission arrangement according to one of claims 1 to 6, characterized in that the metal pipelines leading to the central station (C) are branched and led to several submarine stations (P ₁ , P ₂ ), each of which has a filter tuned to a specific call frequency (32), a decoder (55), a programming stage (36) which successively triggers the control processes of the regulating organs in the station and the reading of the measuring devices, and a transmission stage (43) contains.

11. Transmission arrangement according to claim 7, characterized in that that from the individual operating stations (P) to the central station (C) guided metal pipelines are branched among themselves and connected to several submarine stations stand, each of which has an address decoder (34), one Instruction encryptor (35), a programming station (36), which sequentially controls the control mechanisms of the station and resolves the reading of the measuring devices, and contains a transmission stage (43).

109853/1291109853/1291

12. Transmission arrangement according to claim 10, characterized in that that the measuring devices have a connection that connects them to a logical Alarm circuit connects the programming level above Emits an alarm signal.

13. Transmission arrangement according to claims 10 or 11, characterized in that the central station (C) has a control station (46) for monitoring the message to be sent, a call code generator ($ 4), an address generator (49) for the individual submarine stations as well as an instruction encryptor (50) and a programming stage which triggers the transmission of the signals according to the information that is generated by the generators νωα. the instruction encryptor, these signals being fed to the metal pipeline via a switching device which is connected on the one hand to the metal pipeline and on the other hand to a receiver circuit.

BATH ORIGINAL

109853/1291